Warum nimmt die Entropie in einem geschlossenen System niemals ab?
Ein geschlossenes System beschreibt doch lediglich ein System, bei dem kein Stoffaustausch stattfindet, Energieaustausch aber schon.
Bei einem abgeschlossenen/isolierten System würde ich die in der Frage genannte Aussage verstehen, da dort kein Energieaustausch stattfindet, aber bei einem geschlossenen System kann doch Wärme beispielsweise wieder an die Umgebung abgegeben werden oder nicht? Oder bedeutet "geschlossen", dass man Energie zuführen, jedoch nicht wieder abführen kann?
4 Antworten
In einem abgeschlossenen System nimmt die Entropie niemals ab, da weder durch Massen-, noch durch Wärmeströme Entropie abgeführt wird und die irreversible Entropieproduktion niemals negativ ist. In einem geschlossenen System kann die Entropie abnehmen, durch Wärmeabfuhr über die Systemgrenze
Man achte auf die genauen Definitionen:
geschlossenes System: es findet keine Materieaustausch an der Systemgrenze statt. Es gilt der Massenerhaltungssatz. Energie und Entropie können die Systemgrenze überschreiten und sowohl mehr als auch weniger werden.
adiabates System: an der Systemgrenze findet kein Wärmeaustausch statt. Andere Energieformen wie Arbeit oder auch Materie können aber überreten. Typisches Beispiel: Isolierkanne.
abgeschlossenes System: weder Energie noch Materie kann die Systemgrenze überschreiten. Im System gilt sowohl der Massenerhaltungssatz als auch der Energieerhaltungssatz. Die Entropie kann nicht weniger werden.
offenes System: Energie und Materie können die Systemgrenze überschreiten.
Ein geschlossenes System beschreibt doch lediglich ein System, bei dem kein Stoffaustausch stattfindet, Energieaustausch aber schon
nein. Geschlossen heißt geschlossen. Im thermodynamisch geschlossenen System bleibt die Energie konstant, aber die Entropie kann nicht abnehmen, nur zunehmen. Die Thermodynamik kennt keinen Unterschied zwischen geschlossen und abgeschlossen, da es ohnehin nur um Energiefluss geht. Technische Anlagen und Maschinen können ggf so einen Unterschied machen, aber für den Entropiebegriff ist die Thermodynamik führend.
Anschauliches Beispiel: in ein Glas füllt man zur Hälfte weißes Pulver, darüber schwarzes Pulver. Das ist ein Zustand niedriger Entropie = hoher Ordnung, weil die Farbe eines Körnchens leicht aus der Position bestimmbar ist. Jetzt rührt man zehnmal im Uhrzeigersinn um und hat graues Pulver, ein Zustand hoher Entropie = Unordnung. Um den getrennten Ursprungszustand wieder herzustellen, hilft es nun nicht, zehnmal gegen den Uhrzeigersinn zu rühren, die Entropie bleibt hoch und nimmt nicht mehr ab.
Die Entropiezunahme in geschlossenen Systemen entsteht durch die aufgenommene Wärme und durch "dissipierte" Arbeit, d.h. durch die Umwandlung von anderen Energieformen in nicht mehr verlustfrei weiter verwendbare Wärmeenergie.
https://de.wikipedia.org/wiki/Geschlossenes_System
https://de.wikipedia.org/wiki/Zweiter_Hauptsatz_der_Thermodynamik